6 Tipps zur Reduzierung der CNC-Prototyping-Kosten

Gepostet am 10. Juni 2019 | Von Tony, WayKen-Projektmanager

Die Kosten für das CNC-Prototyping sind trotz aller Fortschritte in der modernen Technologie nicht billig, und das ist verständlich. Denn dafür braucht es hochqualifizierte Fachkräfte, professionelles Equipment und mitunter den Einsatz teurer Legierungen. Wenn Sie die Prototypenfertigung bereits in der Entwurfsphase aufnehmen, können Sie die Gesamtkosten der Gesamtprojektkosten für CNC-Prototyping erheblich senken.

Aus welchen CNC-Prototyping-Kosten bestehen

Um zu verstehen, wie die Kosten für die Prototypenbearbeitung gesenkt werden können, sehen wir uns zunächst die Liste der Hauptausgaben an.

1. Massenmetall . Das Grundprinzip bei der kundenspezifischen CNC-Bearbeitung ist, dass Sie zunächst einen großen Metallklotz zum Schneiden benötigen. In der Prototypen- und Kleinserienindustrie sind diese Pumpen oder Rohlinge, wie sie allgemein genannt werden, tatsächlich viel größer als die Gesamtmasse des endgültigen Teils (in einigen Fällen bis zum Fünffachen). Aus diesem Grund ist die Wahl der richtigen Legierung wichtig, da Sie tatsächlich für das 3- bis 4-fache der Masse Ihres Teils bezahlen.
2. Einrichtzeit . Sobald die technische Zeichnung beim CNC-Service eintrifft, gibt es zwangsläufig eine Vorbereitungsphase, in der die Bearbeitungsausrüstung vorbereitet, NC-Programme geschrieben, Werkzeuge hergestellt oder montiert werden. Diesmal ist
3. Bearbeitungszeit . Sobald die Vorbereitungen abgeschlossen sind, erfolgt die Bearbeitung. Der Hauptparameter beim CNC-Rapid-Prototyping ist die Gesamtzeit, die für den Prozess benötigt wird. Sie umfasst die Zeit für das eigentliche Schneiden, den Werkzeugwechsel, das Be- und Entladen des Teils und die Zeit, die die CNC-Maschinenteile benötigen, um bei Bedarf zwischen den Werkzeugmaschinen zu reisen. Dieser Aufwand ist bei weitem der größte in der Liste und es ist absolut notwendig, die Bearbeitungszeit zu verkürzen.
4. Zusätzliche Zeit . Jede Art von Herstellungsprozess hat einige unvermeidliche administrative Pausen aufgrund von Dokumentation, Versand und so weiter. Diese hängen ausschließlich vom Hersteller von Rapid Prototyping-Teilen ab, daher müssen Sie sorgfältig auswählen und die Zeit erfragen, die für die Vertragsunterzeichnung oder den Versand der CNC-bearbeiteten Teile an Ihren Standort benötigt wird.

Nachdem wir also alle Ausgaben analysiert haben, die die endgültigen Kosten für das CNC-Rapid-Prototyping beeinflussen, können wir zu dem Schluss kommen und eine Liste mit Tipps erstellen, die Ihnen helfen werden, die CNC-Prototyping-Kosten Ihres Projekts zu senken.

Tipps zur Reduzierung der Kosten des Prototyps

Wähle das Metall richtig aus

Viele Anfänger denken nicht wirklich über das Material nach. Sie setzen entweder Standardbaustahl ein oder entscheiden sich für etwas Kühleres wie Titan oder Edelstahl, um Rost zu verhindern. Beide Entscheidungen können falsch oder richtig sein. Was Sie hier verstehen sollten ist, dass der Preis der Legierung nicht das entscheidende Kriterium ist. Wenn Sie beispielsweise ein großes zu bearbeitendes Volumen haben, ist es besser, Aluminium auszuwählen, da Sie es viel schneller verarbeiten und die Einsparungen durch die Bearbeitungszeit zusätzliche Bearbeitungskosten decken werden.

Ein weiteres Problem ist, wenn Sie eine spezielle Eigenschaft des Materials benötigen, beispielsweise um hohen Temperaturen standzuhalten, aber Sie übertreiben und ein Material auswählen, das eine höhere Qualität aufweist, als es sein könnte. Zum Beispiel benötigen Sie 800 Grad Celsius und entscheiden sich für 950 Grad, ein Material, das viel schwieriger zu verarbeiten und viel teurer ist, aber diese zusätzlichen 150 Grad werden nicht benötigt.

Basiselemente hinzufügen

Eine Verkürzung der Rüstzeit ist möglich, indem dem Teil spezielle Oberflächen hinzugefügt werden, die konsequent verwendet werden können, um den Rohling des Produktprototyps auf der Werkzeugmaschine zu fixieren. Wenn Sie beispielsweise ein wellenartiges Teil herstellen, können Sie zwei konische Bohrungen an seinen Flächen hinzufügen, damit das Teil in den Drehmaschinenzentren befestigt werden kann. Oder wenn das zu fräsende Teil kastenförmig ist, fügen Sie eine Ebene mit zwei Löchern senkrecht dazu hinzu.

Vermeiden Sie komplizierte Oberflächen

Komplexe Oberflächen mit hoher Oberflächenglätte in CNC-Teilen sind nicht erwünscht, wenn Ihre Option schnelles Prototyping ist. Der Grund dafür ist, dass komplexe Oberflächen normalerweise mit einem kleinen Schaftfräser mit kugelförmiger Spitze bearbeitet werden. Es hat eine extrem kleine Schrittweite (ca. 0,1-0,05 mm) und muss der gesamten Oberfläche von einer Seite entgegenwirken (wenn es in beide Richtungen geht, gibt es kleine Rippen). Wenn die Fläche einer komplexen Oberfläche groß ist, dauert die Fertigstellung Stunden.

Vermeiden Sie dünne Wände und tiefe Taschen

CNC-Prototyping erfordert viel Kraft und Reibung. Die Schnittkräfte müssen groß sein, um ein Stück Stahl oder eine andere Legierung abschlagen zu können. Diese Kraft wirkt nicht nur auf den Schnitt. Wenn das Werkzeug stumpf ist oder die Schnittparameter zu groß sind, kann das Teil selbst etwas verbogen werden. Dies kann vernachlässigt werden, wenn das Teil viel Metall enthält und seine Steifigkeit hoch ist, aber je dünner und länger das Teil ist, desto stärker werden Sie die Verformung aufgrund der Schnittkräfte bemerken. Dem kann man etwas entgegenwirken, indem man die Schnittparameter verringert, was aber zu einer Erhöhung der Bearbeitungszeit führt. Daher sollten bearbeitete Prototypteile dickere Wände haben.

Bestellen Sie eine Kleinserie statt einem Teil

Wenn die Möglichkeit besteht, dass Sie mehr als einen Prototypen zum Testen benötigen, sollten Sie gleich eine kleine Charge bestellen, anstatt später zu bestellen, da dies viel billiger ist. Die Maschinenwerkstatt muss ihre Werkzeugmaschinen nur noch einmal statt zweimal rüsten.

Stellen Sie die Genauigkeit richtig ein

Viele Designer denken, je präziser ein Teil ist, desto besser, je höher die Oberflächengüte, desto besser wird es aussehen (glänzend polierte Teile sehen cool aus, ja?), aber hohe Toleranzen und extreme Oberflächengüten erfordern, dass der Prototypenhersteller muss Verwenden Sie Schleifmaschinen, um solche Größen und Oberflächengüten zu erreichen. Und um Teile zu schleifen, müssen sie eine Mindesthärte aufweisen. Und das folgt Wärmebehandlung. Jetzt dauert die Wärmebehandlung mindestens einen Tag, weil Sie das Teil aufheizen, dort belassen und dann abkühlen müssen. Daher ist es vorzuziehen, dass die Mehrzahl der Oberflächen IT9 oder niedriger mit einer Oberflächengüte von Ra 3,2 oder schlechter und nur die wichtigsten Oberflächen mit höheren Toleranzen sind.